基于超表面的超宽带低剖面宽角扫描相控阵天线

摘要：

为满足多功能电子系统对天线带宽、天线剖面和波束覆盖范围的需求,提出了一种工作在 6～18 GHz的平面双极化低剖面宽角扫描相控阵天线.首先,为了抑制由非平衡短路式巴伦引入的天线带内寄生谐振模式从而拓展天线带宽,在天线阵列中加入了由短路金属柱和印制金属盘构成的脊型结构;然后,设计了基于超表面的宽角扫描阻抗匹配层,以降低波束扫描时的反射损耗;此外,在该天线的介质层中设计了周期性分布的空气孔,以降低天线辐射体周围的有效介电常数,进而消除波束扫描时的表面波激励.基于上述方法,利用多层印制电路板工艺,在保持天线低剖面特性的同时实现了超宽带宽角扫描性能.仿真结果表明,该阵列在典型方位角φ=90°和φ=0°分别具备±75°和±60°的波束扫描能力,且阵列剖面高度小于 3.52 mm.为了验证该设计的正确性,制作了一个阵列规模为 8×8的双极化天线样机并对其进行实验,实验结果与仿真结果吻合较好.该天线具有超宽带、低剖面、宽角扫描特点,为多功能电子系统提供了一种新颖的天线阵结构.

关键词：超宽带天线、相控阵、超表面、偶极子天线、低剖面、宽角扫描

所属期刊栏目：38

分类号：TN82(无线电设备、电信设备)

资助基金：国家自然科学基金U22A2016

在线出版日期：2023-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：382-392